现在的光谱仪器的分光装置大都用衍射光栅而不是传统的棱镜，请问为什么衍射光栅会取代棱镜，求详细说明

Question

好的加分，希望有点专业知识的高手解惑

Answer 1

光谱仪采用光栅而不是棱镜的根本原因是光栅光谱仪得到的光谱质量好，信噪比高。
表征光谱仪的性能有两大类物理参量：
一：空间分辨本领
1.色散度：直白的说就是能把不同波长分的有多开。
2.光谱纯度：就是狭缝的像有多宽。
3.分辨本领：表征分开两条临近谱线的本领。和上两条相关，用R=λ/Δλ表示，Δλ表示恰好能分的开的两条谱线。
二：暗源探测本领
1.光谱照度：就是打在CCD上的光强度。
2.透光率：用T表示，表征光谱仪收集和透射光的能力，T越大，透过分光系统光通量越大，光谱越清晰。
其中，透光率T和分辨率R的乘积，简称TR，是衡量光谱仪系统质量的特征量，TR高，分辨率高且清晰，光谱质量高。
单从分辨本领来开，棱镜光谱仪和光栅光谱仪都可以做到很高的分辨率，但光栅光谱仪可以做到TR很高，也就是同时有高分辨率和大光通量。由于天文上目标一般较暗，所以光栅光谱仪使用较为普遍。在其他场合，棱镜光谱仪由于造价较低，所以还在广泛使用。

Answer 2

棱镜会有折射现象，不同色光折射率不同

Answer 3

专业人士解惑：
因为现在的衍射光栅（grating）的效率高，光栅上的反射面还有镀金属膜，增强反射率，能达到90%以上；而传统的棱镜光栅（prism）由于使用的玻璃，其透过率不可能是百分之百，一般最好也就75%。因为天文研究的天体多数都很暗，所以需要尽量不浪费望远镜收集到的光线，后端设备的效率也很重要了。还有一点，grating能把星光色散的更开，通过衍射能在高级次上还得到比较强的光谱能量分布；而prism只能对星光进行一次色散，是低色散，分辨率上不如grating的高色散光谱仪，如果用棱镜组合又会损失更多的光子（光路里有2个prism就是0.75*0.75=0.56）。而且prism因为是一个玻璃的梯形柱体，往往重量上也更重，有时候望远镜后端需要装上设备跟着望远镜一起运动时，prism不太方便。